Espaço Aberto
http://dx.doi.org/10.5935/0104-8899.20150039
Modelos Didáticos e Cinética Química:
Considerações sobre o que se Observou nos Livros
Didáticos de Química Indicados pelo PNLEM
Camila L. Miranda, Camila S. Pereira, José R. Matiello e Daisy B. Rezende
Na Ciência e em seu ensino, o emprego de modelos para a construção do conhecimento e de uma visão
adequada de Ciência exerce um papel importante pois, apesar de diversos fenômenos serem observáveis
macroscopicamente, os conceitos envolvidos em algumas explicações pertencem ao nível microscópico,
necessitando de modelos de mesma característica para sua compreensão. Considerando a importância dos
modelos e do papel do livro didático no ensino de Ciências Naturais, o presente artigo apresenta a identificação
de diversos modelos associados à cinética química presentes nos livros didáticos de Química selecionados
pelo PNLEM/2012-14.
livro didático, modelos, cinética química
197
Recebido em 24/01/2014, aceito em 27/11/2014
E
mbora os fenômenos sejam observáveis macrosco2004). De qualquer perspectiva que se os contemplem, os
picamente, alguns dos conceitos envolvidos em sua
livros didáticos são produtos culturais, resultantes de interacompreensão pertencem ao nível microscópico. Nesse
ções mediadas por questões econômicas, sociais e culturais
sentido, o emprego de modelos tem grande importância na
(Macedo, 2004), havendo diversos interesses envolvidos
construção, compreensão e divulgação do conhecimento
em sua confecção e vendagem que influenciam o modo
científico, além de contribuir para a elaboração de uma visão
como as informações são disponibilizadas nesses livros.
adequada de Ciência. O domínio do emprego desses modelos
Frequentemente, os livros didáticos se tornam fontes diluídas
se faz por meio da mediação propiciada pelos professores
de conhecimento, em que as informações e o conhecimento
e livros didáticos.
científico são tão simplificados para torná-los acessíveis à
Atualmente, na educação pública brasileira, a dispocompreensão do aluno, que chegam a ter comprometido
nibilização de livros didáticos
seu significado, o que ocorre
para os estudantes da Educação
principalmente na abordagem das
Nenhum livro é neutro em relação à
Básica é realizada por meio do
Ciências Naturais.
imagem de Ciência que apresenta, pois
Programa Nacional do Livro
Nenhum livro é neutro em
eles são elaborados por indivíduos que
Didático (PNLD) e, especificarelação à imagem de Ciência que
possuem deve ser ensinado.visões
mente no caso do Ensino Médio,
apresenta, pois eles são elaboraparticulares tanto sobre Ciência como
pelo Programa Nacional do Livro
dos por indivíduos que possuem
sobre o que deve ser ensinado.
Didático para o Ensino Médio
visões particulares tanto sobre
(PNLEM). Essa iniciativa goverCiência como sobre o que deve
namental tem a finalidade de apoiar o trabalho dos professoser ensinado. Assim, os livros didáticos carregam marcas
res e democratizar o acesso ao livro didático, uma vez que os
implícitas de visões pessoais dos autores, as quais influenlivros e as coleções didáticas são distribuídos gratuitamente
ciam os estudantes na elaboração de sua visão de Ciência
(Echevarría et al., 2010; Maia et al., 2011).
(Martorano; Marcondes, 2009)
Existe um consenso de que o livro didático é um instruNesse contexto, podem ser identificadas, dentre outras
mento fundamental no processo de escolarização e indispossíveis, duas perspectivas filosóficas relacionadas às
pensável em sala de aula (Freitag et al., 1989; Bittencourt,
visões de ciência: a perspectiva empirista/indutivista e a
Quím. nova esc. – São Paulo-SP, BR.
Modelos Didáticos e Cinética Química
Vol. 37, N° 3, p. 197-203, AGOSTO 2015
racionalista, as quais são recorrentemente encontradas em
trabalhos da literatura (Níaz, 1994; Campos; Cachapuz,
1997; Lôbo; Moradillo, 2003; Maldaner, 2006; Martorano;
Marcondes, 2009; 2012). Um livro difusor da visão empirista de ciência pode ser um obstáculo para o aprendizado
de conceitos em que não seja possível a visualização dos
fenômenos, sendo necessário desenvolver modelos para
sua compreensão. Essa concepção transmite a ideia de que
a ciência se processa unicamente por meio de experimentos,
é apresentada de forma linear, contínua e acumulativa, sendo
omitido, muitas vezes, o papel das teorias científicas na concepção dos experimentos. Por outro lado, a visão racionalista
vislumbra a ciência como um empreendimento humano, na
construção de modelos explicativos que, por sua natureza,
têm validade específica e apresentam limites.
198
que se queira modelar: a essa representação se dá o nome
de modelo mental. Uma vez apresentado a um público, por
meio de desenhos, gráficos, analogias, diagramas, esquemas
ou outra forma de linguagem, esse modelo mental passa a
ser chamado de modelo expresso. Ao se tornar consenso
no âmbito de um grupo, ou seja, quando esse modelo é
aceito por um grupo social, é então denominado modelo
consensual. Ao tornar-se consenso em uma comunidade ou
grupo científico, sendo utilizado para o desenvolvimento de
pesquisas e produção de conhecimento científico, recebe o
nome de modelo científico.
Esse modelo consiste em um esquema teórico estruturado para facilitar a compreensão de um fenômeno ou uma
realidade, podendo ser utilizado, no contexto científico, para
compreender, prever, analisar, descrever e simular fenômenos ou processos de interesse (Adúriz-Bravo; IzquierdoO ensino de Química e sua relação com os modelos
Aymerich, 2009). Ao ser superado e colocado à margem
da ciência, pode ser denominado modelo histórico (Justi;
Diversos estudos (Batista; Justi, 2000; Carvalho; Justi,
Gilbert, 1999a; Milagres; Justi, 2001; Lima, 2007), o qual,
2005; Justi, 2010a) têm demonstrado que a utilização de
mesmo não sendo o modelo mais atual no âmbito científimodelos para o ensino de Química, mais do que se resumir
co, ainda pode ser adequado para a explicação de diversos
a uma ferramenta para a resolução de problemas, pode
fenômenos e situações.
contribuir de forma significativa para a elaboração de uma
Os modelos científicos são geralmente complexos ou
visão adequada das ciências naturais, cuja essência envolve
representados de maneira complexa. Por isso, o que é
a criação de modelos (Brandão; Araújo; Veit, 2010).
ensinado nas aulas de ciências são simplificações desses
A palavra modelo assume dimodelos, sendo chamados de
ferentes significados dependendo
modelos curriculares. Visando à
A palavra modelo assume diferentes
de seu contexto de utilização.
aprendizagem desses modelos,
significados dependendo de seu contexto
No senso comum, pode ser comsão desenvolvidos os modelos
de utilização. No senso comum, pode ser
preendida como molde, reprepara o ensino ou modelos didáticompreendida como molde, representação
sentação em escala reduzida,
cos ou ainda modelos pedagógiem escala reduzida, cópia da realidade,
cópia da realidade, representação
cos, que são empregados com o
representação simplificada ou esquemática
simplificada ou esquemática da
objetivo de auxiliar os estudantes
da realidade, forma ou padrão a ser
realidade, forma ou padrão a ser
na compreensão dos conceitos
imitado, ou seja, é a representação
imitado, ou seja, é a representaenvolvidos. Os modelos didáticos
(parcial ou total) de alguma entidade
ção (parcial ou total) de alguma
são amplamente utilizados pelos
física. Entretanto, no contexto científico,
entidade física. Entretanto, no
autores de livros-texto, sendo os
ideias de que “um modelo é um padrão
contexto científico, ideias de que
mais comuns os desenhos de moa ser seguido” e “um modelo não pode
“um modelo é um padrão a ser
delos moleculares, gráficos, diaser modificado” (Justi, 2010b) não são
seguido” e “um modelo não pode
gramas e analogias. No entanto,
concepções aceitáveis.
ser modificado” (Justi, 2010b)
nem sempre essas representações
não são concepções aceitáveis.
expressam sentidos equivalentes
Não há uma definição consensual de modelo na literatura
àqueles do modelo mental que as originou, sendo que,
mas, de maneira sucinta, os modelos nas Ciências Naturais
frequentemente, esse problema está relacionado ao tipo de
podem ser entendidos como representações parciais de
linguagem adotada no momento do desenvolvimento da
objetos, processos ou ideias que substituam algum aspecto
representação do modelo. Esse fato pode levar os estudantes
da realidade, permitindo seu estudo teórico e visualização.
e até mesmo os professores a desenvolverem concepções
Podem ainda ser vistos como ferramentas de representação
equivocadas acerca da entidade modelada (Justi; Gilbert,
teórica do mundo, que auxiliam em sua explicação, per1999a; 1999b; Justi, 2010b; Lima, 2007).
mitem previsões e são passíveis de transformações (Lima,
2007; Ferreira; Justi, 2008).
Modelos em cinética química
Para a construção de um modelo didático, o modelo
inicial é submetido a diversas etapas e diferenciações em
A cinética química apoia-se em modelos para o estudo
diversos outros tipos de modelo (Justi; Gilbert, 1999a; Lima,
da velocidade das reações químicas, das variáveis que as
2007). Um modelo surge primeiramente da reflexão - indiviinfluenciam, assim como dos mecanismos que as explidual ou de um grupo - acerca de um determinado fenômeno
cam. Dessa maneira, ela provê bases para a compreensão
Quím. nova esc. – São Paulo-SP, BR.
Modelos Didáticos e Cinética Química
Vol. 37, N° 3, p. 197-203, AGOSTO 2015
de processos químicos. Os modelos em cinética buscam
elucidar os motivos pelos quais a ocorrência de certas
transformações é quase instantânea, enquanto para outras
são necessários séculos. Esse conhecimento é primordial
no controle de diversas transformações importantes e facilmente perceptíveis como a decomposição de diferentes
materiais descartados no lixo, a oxidação de monumentos e o acionamento de air bags. A compreensão desses
fenômenos e das variáveis envolvidas na velocidade das
reações químicas é importante para a formação crítica dos
estudantes, durante a qual aspectos da realidade devem
ser problematizados e questionados para que eles possam
desenvolver sua capacidade de se posicionarem em relação
a problemas sociais, políticos, econômicos e ambientais
(Justi; Gilbert, 1999a; Heck, 2012).
Tópicos relacionados à cinética química são considerados de difícil ensino e aprendizado, não importando se
abordados de modo qualitativo ou quantitativo. Na literatura,
encontram-se diversas concepções alternativas acerca da
temática, além de discussões sobre as dificuldades que os
estudantes enfrentam na análise de gráficos, tabelas, dados
experimentais e interpretação de enunciados de exercícios
(Heck, 2012; Martorano; Marcondes, 2012).
Considerando o desenvolvimento histórico desse campo
da Química, foram desenvolvidos oito modelos consen­
suais para a cinética química (Justi; Gilbert, 1999a; 1999b):
modelo antropomórfico, corpuscular de afinidade, primeiro
modelo quantitativo, modelo de mecanismo, termodinâmico, cinético, mecânico estatístico e modelo do estado de
transição, cujas características principais estão sumariadas
a seguir.
• Modelo antropomórfico: as ideias iniciais relativas
à cinética química não possuem definições bem delineadas, sendo a matéria concebida sob uma visão
antropomórfica. Nesse sentido, a compreensão do
conceito de velocidade de uma reação química, por
exemplo, era associada a quão rapidamente a reação
ocorria.
• Modelo corpuscular de afinidade: define que a velocidade das reações depende do grau de afinidade
entre os materiais.
• Modelo quantitativo (primeiro): a introdução da matemática no estudo da cinética química possibilitou
o estabelecimento de relações de proporcionalidade
entre a velocidade em que ocorre uma reação e a variação da concentração de partículas de reagentes ou
de produtos em um determinado intervalo de tempo.
• Modelo de mecanismo: com a introdução da ideia de
que as reações químicas poderiam ocorrer em mais de
uma etapa (ou passos), estabeleceram-se relações entre a velocidade das reações e as diferentes etapas de
interação entre as partículas. Esse modelo possibilitou
a elaboração de expressões matemáticas relacionadas
à velocidade das reações químicas.
• Modelo termodinâmico: baseia-se na ideia de que a
ocorrência das reações químicas envolve a colisão
Quím. nova esc. – São Paulo-SP, BR.
entre partículas com a energia adequada. A velocidade de reação não depende apenas da quantidade de
substâncias existentes e sim do número de moléculas
que possuem energia suficiente para reagir.
• Modelo cinético: baseia-se na ideia de reação química
relacionada à quebra e formação de ligações por meio
das colisões entre moléculas, sendo a velocidade
das reações dependente da frequência de colisões de
moléculas com energia e orientação adequadas.
• Modelo mecânico estatístico: nesse modelo, as reações químicas são consideradas a partir da força e dos
movimentos de moléculas expressos em coordenadas.
• Modelo de estado de transição: modelo que relaciona
aspectos termodinâmicos e cinéticos ao considerar
as reações químicas um processo no qual o sistema
transpõe uma barreira energética entre seus estados
inicial e final. A velocidade de reação seria controlada
por um estado de energia mais alta, barreira entre os
estados inicial e final.
Aspectos metodológicos
Diante do cenário delineado, este artigo apresenta os
resultados de um estudo cujo objetivo é o de identificar a
presença e as características de modelos para o ensino de
cinética química em livros didáticos de Química, de maneira
a verificar se a visão de Ciência dos autores reflete-se de
alguma maneira nos modelos didáticos empregados e, ainda,
se algum modelo didático e/ou consensual é predominante
na abordagem de cinética química nos livros didáticos
analisados.
Quantificaram-se os modelos didáticos presentes em
cada obra (vide Tabela 1: analogias; representações macroscópicas; microscópicas; macroscópicas e microscópicas;
macroscópicas e esquemas representacionais; microscópicas
e esquemas representacionais; esquemas representacionais;
gráficos e representações microscópicas; e, finalmente,
gráficos e esquemas representacionais). “A quantificação
tem o potencial de tornar aquilo que era amorfo em algo de
concreto” (Bogdan; Biklen, 1994, p. 196). Compreendemos
que, mesmo quando de caráter qualitativo, a quantificação
ainda mantém essa característica, facilitando a avaliação das
informações. A análise que permitiu quantificar os diferentes
modelos utilizados foi feita com base no trabalho desenvolvido por Milagres e Justi (2001).
Após serem quantificados os tipos de modelos didáticos
empregados em cada obra analisada, prosseguiu-se com
a análise qualitativa desses dados, buscando estabelecer
relações entre a utilização desses modelos didáticos e o
predomínio do modelo de estudo da cinética. Além disso,
identificaram-se traços que evidenciassem a visão de ciência implícita nas obras analisadas, intrinsecamente ligada à
visão de ensino do(s) autor(es), dentre as visões de ciência
conhecidas, a empirista e a racionalista.
Os livros didáticos analisados foram selecionados a partir
da indicação dos livros do PNLEM "negrito"/2012-2014,
Modelos Didáticos e Cinética Química
Vol. 37, N° 3, p. 197-203, AGOSTO 2015
199
sendo retomados ao longo do texto a partir de sua identificação alfabética, como mostrado no Quadro 1.
Quadro 1: Livros didáticos analisados neste trabalho
A.
Química na abordagem do cotidiano, de Francisco
Miragaia Peruzzo e Eduardo Leite do Canto (Editora
Moderna, 2010);
B.
Ser protagonista, organização de Julio Cezar Foschini
Lisboa (Editora Santa Maria, 2010);
C.
Química, de Eduardo Fleury Mortimer e Andréa Horta
Machado (Editora Scipione, 2011)
D.
Química cidadã, dos coordenadores Wildson Luíz Pereira dos Santos e Gerson de Souza Mól (Editora Nova
Geração, 2011);
E.
Química, meio ambiente, cidadania e tecnologia, da
Martha Reis Marques da Fonseca (Editora FTD, 2011).
Resultados e discussão
Visão geral
200
Identificaram-se 155 modelos nos cinco livros didáticos
analisados, dentre os quais se destacam as representações
gráficas (35%), seguidas pelas representações referentes
aos domínios micro (32%) e macroscópico (26%). Pode-se
compreender que as representações gráficas e microscópicas
representem 77% do total pela natureza do conteúdo envolvido nas discussões acerca de cinética química, fortemente
balizado por conhecimentos do campo da matemática.
Nos livros analisados, os autores abordaram a cinética
química por meio de três modelos: corpuscular, termodinâmico e cinético. De modo geral, nenhuma das abordagens
se destacou nas obras e nenhum dos livros apresentou
os três modelos. No livro A, o modelo termodinâmico é
explicitado para a abordagem da cinética enquanto, no livro
B, empregam-se os modelos cinético e corpuscular. A presença do modelo corpuscular é ilustrada pelo excerto: além
do contato entre espécies reagentes, é necessário que elas
tenham possibilidade de reagir entre si (B, p. 117), o qual
indica ao leitor ser essa uma condição palpável e facilmente
observada. Também não há preocupação em explicitar ao leitor que se trata de um modelo e, portanto, apresenta limites.
Já no livro C, são explicitados os modelos termodinâmico e
cinético. O modelo cinético é utilizado para fundamentar a
ocorrência de reações: durante uma transformação química,
as partículas dos reagentes se chocam e, para acontecer uma
transformação química, será preciso que ligações químicas
se rompam e que novas ligações sejam formadas (C, p.118).
No livro D, está presente apenas o modelo cinético e, no livro
E, os modelos corpuscular e termodinâmico.
Em relação ao tipo de abordagem utilizada, os livros A,
B e E apresentam majoritariamente abordagens matemáticas,
enquanto os livros C e D enfatizam os aspectos qualitativos
do conteúdo relacionado à cinética química.
É grande a diversidade de modelos didáticos encontrados,
de modo que a maioria dos tipos de modelos está presente
nos cinco livros, com exceção dos esquemas, que só estão
presentes no livro B, o qual abarca a maior diversidade de
tipos de modelos, seguido pelos livros A e D (Tabela 2). Os
modelos gráficos e representacionais e os desenhos/imagens
estão presentes em todos os livros analisados.
As analogias estão presentes apenas nos livros A e B.
O livro A, por exemplo, relaciona a velocidade de carros e
tartarugas ao se chocarem com a energia envolvida em uma
reação química.
Nessa obra, um dos textos apresentados baseou-se em
exemplos do cotidiano, tais como: as reações que ocorrem
no air bag e na explosão do trini­trotolueno para as reações
rápidas; a formação da ferrugem, no caso das reações lentas;
e o apodrecimento de frutas, um exemplo de reações que
podem ser retardadas, por resfriamento.
Tabela 1: Modelos didáticos apresentados nos livros analisados e sua quantidade.
LIVRO
Tipo de modelo didático
Quantidade de modelos (números absolutos)
A
B
C
D
E
F
Total
Analogia
2
1
1
2
----
5
11
Macroscópico
7
16
5
2
2
2
34
Microscópico
----
2
----
3
----
10
15
2
2
----
----
2
----
6
Macroscópico e representacional
1
----
3
1
1
1
7
Microscópico e representacional
5
3
4
6
3
2
23
----
----
----
2
----
2
4
Macroscópico e microscópico
Esquema representacional
Gráfico e microscópico
1
1
----
3
----
1
6
Gráfico e representacional
4
8
11
1
7
18
49
Total de modelos
22
33
24
20
15
41
155
Quím. nova esc. – São Paulo-SP, BR.
Modelos Didáticos e Cinética Química
Vol. 37, N° 3, p. 197-203, AGOSTO 2015
Tabela 2: Diversidade de modelos apresentada nos livros analisados.
Tipo de modelo
Livro
A
B
C
D
E
Matemático
X
X
--------
X
X
Gráfico
X
X
X
X
X
Representacional
X
X
X
X
X
Microscópicos
X
X
X
X
Praticamente ausente
Macroscópico
X
X
X
X
Esquemas
----
X
----
----
----
Desenhos/Imagens micro
X
X
X
X
X
Desenhos/Imagens macro
X
X
X
X
X
A utilização de abordagens e modelos que induzem à
mecanização do ensino é encontrada nos livros A, B e E.
Nesse último, encontra-se grande quantidade de fórmulas e
quadros com definições sintéticas, que contribuem para um
estudo fragmentado, linear e algorítmico.
Foi constatado, ainda, que todos os livros apresentam
algum tipo de equívoco conceitual. Os livros A, B e D, em
alguns momentos da abordagem, apresentam informações
que podem reforçar as concepções alternativas dos estudantes. Como exemplo, no livro E, os autores afirmam que
o catalisador é integralmente recuperado. Essa afirmação é
equivocada e induz o leitor a acreditar que os catalisadores
são de utilização infinita. Sabe-se, por exemplo, que nos
processos industriais em que os catalisadores são utilizados,
sua reposição deve ser feita periodicamente. O livro B, ao
conceituar complexo ativado (A diferença entre a energia
armazenada no complexo ativado e a armazenada dos
reagentes é chamada energia de ativação, p. 119), sugere
que há energia armazenada nas ligações, contribuindo para
o desenvolvimento (ou reforço) de concepções alternativas,
tal como a recorrente e equivocada visão de que os alimentos
armazenam energia, que desconsidera ser a energia resultante
devida ao saldo energético do processo de digestão, o qual
envolve quebra de ligações e formação de novas ligações
entre as moléculas.
Com relação à visão de Ciência apresentada nas unidades relativas à cinética química, pôde-se observar que os
autores dos livros A, B e E apresentam uma visão de Ciência
mais próxima da empirista, enquanto a visão daqueles dos
livros C e D tende à racionalista. Isso é confirmado ao se
analisar a relação dessas obras com a experimentação.
Ao apresentarem/proporem experimentos, os autores dos
livros A, B e E enfatizam sua utilização como comprovação
dos conceitos abordados, atribuindo à experimentação um
caráter apenas ilustrativo; as questões são propostas para
serem respondidas apenas a partir da observação; e não há
proposição de reflexão para a construção de modelos. Essa
visão de ensino dos autores é manifesta nessa sequência
didática e reflete uma visão de Ciência empirista. Por sua
vez, os autores dos livros C e D utilizam a experimentação como base para introduzir a abordagem conceitual,
Quím. nova esc. – São Paulo-SP, BR.
corroborando sua perspectiva diferenciada sobre o fazer
científico.
Discutindo os livros
No livro A, há preocupação em pontuar que a Ciência é
um empreendimento humano, sujeito a erros e limitações.
No desenvolvimento do tema, encontram-se experimentos
e dados experimentais que precedem o desenvolvimento
das atividades, além de contextualização e exemplos
macroscópicos que permitem ao estudante associar o
conteúdo estudado a fatos cotidianos. Para a abordagem
do tema, observa-se a utilização de analogias, diversos
gráficos e modelos microscópicos, fórmulas e mecanismos
de reação, que apoiam o texto. Por outro lado, essa obra
favorece a mecanização do aprendizado por meio do uso de
caixas conceituais, da abordagem matemática com ênfase na
execução de cálculos, do uso de algoritmos em detrimento
da compreensão do significado do conhecimento. Houve,
ainda, a identificação de alguns equívocos conceituais que
podem fazer com que os estudantes proponham modelos distantes daqueles preconizados no contexto do conhecimento
científico escolar.
No desenvolvimento do conteúdo, foram identificados
dois modelos distintos de cinética química: corpuscular e
cinético, abordados a partir de diversos modelos didáticos.
Há a utilização de experimentos, dados experimentais e
imagens de experimentos para a visualização de alguns dos
conteúdos relacionados à cinética química, ilustrações e
analogia para a contextualização. A unidade é permeada pela
utilização de gráficos e modelos microscópicos, podendo-se
identificar também o uso de modelos macroscópicos, matemáticos e representacionais (fórmulas químicas).
Para os autores do livro C, a Química/Ciência é
apresentada como um empreendimento humano constituído
por três aspectos básicos: fenômenos, teorias/modelos e as
representações. A existência dos modelos é naturalizada
mediante sua apresentação. As discussões acerca da cinética
química voltam-se ao estudo teórico-prático em detrimento
da ênfase em equações matemáticas. As atividades propostas exigem uma postura ativa em relação à aquisição
Modelos Didáticos e Cinética Química
Vol. 37, N° 3, p. 197-203, AGOSTO 2015
201
202
do conhecimento. Todos os tópicos são introduzidos por
intermédio de textos que contextualizam o conhecimento
proposto e são acompanhados de representações macroscópicas e das equações químicas que representam as reações
envolvidas nos processos. No desenvolvimento dos conteúdos, observa-se que a utilização de gráficos e de representações microscópicas aliadas a modelos representacionais
corresponde a 75% dos modelos utilizados.
Nos tópicos relacionados à cinética química, no livro
D, os autores optam por uma abordagem construtivista,
por meio de sua organização curricular em espiral. Não se
identifica, no decorrer da unidade, a utilização de abordagens
matemáticas para explicação de quaisquer dos processos.
Os autores optam por abordar diversos tópicos qualitativamente a partir de textos históricos e/ou contextualizados. As
discussões são iniciadas mediante experimentos e desenhos
representando fenômenos observáveis macroscopicamente,
que facilitam que o estudante estabeleça relações com o
conteúdo abordado, conduzindo-o a pensar sobre os processos em nível microscópico. Os modelos microscópicos
são utilizados como apoio para as discussões, assim como
modelos representacionais e gráficos, mas não se encontram
analogias, o que pode contribuir para prevenir equívocos
conceituais dos estudantes.
O desenvolvimento do tema cinética química no livro E
é realizado por meio de uma abordagem mais conservadora,
na qual se enfatizam as relações expressas por equações
matemáticas em detrimento da compreensão dos fenômenos.
Há grande utilização de equações matemáticas e algoritmos,
modelos representacionais, fórmulas, gráficos e tabelas
enquanto, em quase toda a unidade, nota-se a ausência da
utilização de modelos macroscópicos e microscópicos. Há
uma tentativa de contextualização no início da unidade ao
serem apresentados um texto e imagens relacionados ao
tema mas, ao longo do desenvolvimento do conteúdo, esses
elementos não são retomados ou explicados, exercendo,
portanto, uma função meramente ilustrativa.
Considerações finais
Concebendo que a construção do conceito de cinética
química seria favorecida pelo emprego de modelos didáticos, entendemos que o mais adequado seria a associação
de diferentes modelos como, por exemplo, microscópicos,
microscópicos e representacionais e gráficos.
Diante dessa suposição, de maneira geral, as obras analisadas contemplam essa associação em maior ou menor
grau. Embora diversos fenômenos macroscópicos possam ser
explicados por meio de conceitos da Química, os conceitos
que elucidam tais fenômenos situam-se na dimensão microscópica. Assim, é relevante ressaltar que o uso dos modelos
microscópicos aliados aos representacionais apareceu com
maior frequência nos livros analisados. No entanto, cabe
salientar que a análise desses livros permitiu que identificássemos indícios de que alguns modelos apresentados
pelos autores não dialogam com o texto, sendo muitas vezes
Quím. nova esc. – São Paulo-SP, BR.
utilizados de maneira descritiva ou ilustrativa, com excessiva
abordagem matemática, não contribuindo para a estruturação
dos conceitos referentes à cinética química.
Partindo da análise das seis coleções de livros didáticos,
acreditamos que o aprendizado da cinética química seria
favorecido por uma abordagem permeada pela associação
das perspectivas presentes na obra organizada por Santos e
Mól e naquela de Mortimer e Machado.
Entendendo que o currículo tradicional não propicia a flexibilidade de conteúdo, nossa proposta encontra-se delimitada
pelas ideias de Jerome Bruner (Coelho; Borges, 2006), que
propõe um currículo em espiral, cuja abordagem do conteúdo
ocorra em diferentes níveis de complexidade. Essa preocupação em abordar o conhecimento a partir de seus diferentes
níveis de complexidade é, inclusive, uma das indicações
importantes das orientações educacionais complementares
aos Parâmetros Curriculares Nacionais (Brasil, 2002) e está
refletida na construção de algumas propostas curriculares,
tais como a dos estados de São Paulo e do Paraná. Nessa
perspectiva, propomos que os estudos seriam trabalhados a
partir de três temas norteadores, como explicitado a seguir:
1. A velocidade de uma reação química. Por que é importante conhecê-la e controlá-la?
2. Fatores que influenciam a velocidade das reações.
3. Modelo para compreender a velocidade das reações
químicas.
Partindo dessa proposta, no 1º ano do Ensino Médio, seria
introduzido o estudo qualitativo da velocidade das transformações químicas por meio da experimentação. Esse estudo
estaria presente em práticas investigativas e não a partir de
roteiros fechados a serem seguidos estritamente, estimulando
os estudantes a refletirem sobre os fenômenos observados,
apoiados nas dimensões macroscópica e microscópica,
quando for o caso.
No 2º ano, após estudarem os modelos atômicos, em especial o de Dalton, partindo da compreensão dos fenômenos
macroscópicos, seriam desenvolvidas práticas referentes
aos fatores envolvidos no controle da velocidade das transformações, com alteração de variáveis como temperatura,
concentração e superfície de contato. A partir de então, os
modelos microscópicos estariam presentes, sustentando
o modelo cinético (os choques com energia e orientação
adequadas) aliado à interpretação de gráficos.
Camila Lima Miranda ([email protected]), licenciada em Química
pela Fundação Santo André, mestre em Ensino de Ciências (habilitação: Ensino de
Química) pelo Programa de Pós-Graduação Interunidades em Ensino de Ciências
(PIEC) da Universidade de São Paulo (USP), é doutoranda pelo PIEC/USP. São
Paulo, SP – BR. Camila Strictar Pereira ([email protected]), licenciada
em Química pela Universidade Estadual de Maringá (UEM), mestre em Ensino
de Ciência (habilitação: Ensino de Química) pelo PIEC/USP, é doutoranda pelo
PIEC/USP. São Paulo, SP – BR. José Richardson Matiello ([email protected].
br), licenciado em Química pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), é
mestrando em Ensino de Ciência (habilitação: Ensino de Química) pelo PIEC/USP.
São Paulo, SP – BR. Daisy de Brito Rezende ([email protected]), doutora em
Química Orgânica pela USP, é docente do Instituto de Química (USP) e orientadora
do PIEC/USP. São Paulo, SP – BR.
Modelos Didáticos e Cinética Química
Vol. 37, N° 3, p. 197-203, AGOSTO 2015
Referências
BATISTA, A.A.; JUSTI, R. Modelos no ensino de ligações
químicas. In: ENCONTRO NACIONAL DE ENSINO DE QUÍMICA. 9, 2000. Atas... Porto Alegre, 2000.
BITTENCOURT, C.M.F. Em foco: história, produção e memória do livro didático. Química Nova, v. 30, n. 3, p. 471-473, 2004.
BOGDAN, R.; BIKLEN, S. Investigação qualitativa em
educação: uma introdução à teoria e aos métodos. Porto: Porto
Editora, 1994.
BRANDÃO, R.V.; ARAUJO, I.S.; VEIT, E.A. Concepções e
dificuldades dos professores de Física no campo conceitual da
modelagem científica. Revista Electrónica de Enseñanza de las
Ciencias, v. 9, n. 3, p. 669-695, 2010.
BRASIL. Secretaria de Educação Média e Tecnológica. PCN+
Ensino Médio: orientações educacionais complementares aos
Parâmetros Curriculares Nacionais. Ciências da Natureza,
Matemática e suas Tecnologias. Brasília: MEC; SEMTEC,
2002.
CAMPOS, C.; CACHAPUZ, A. Imagens de ciência em manuais de química portugueses. Química Nova na Escola, n. 6,
p. 23-29, 1997.
CARVALHO, N.B.; JUSTI, R. Papel da analogia do “mar de
elétrons” na compreensão do modelo de ligação metálica. Enseñanza de las Ciencias, v. 23 (extra), 2005.
COELHO, G.R.; BORGES, O. A evolução dos modelos sobre
circuitos elétricos em um currículo recursivo. In: ENCONTRO
NACIONAL DE PESQUISAS EM ENSINO DE FÍSICA. 10,
2006. Atas... Londrina, 2006.
ECHEVERRÍA, A.R.; MELLO, I.C.; GAUCHE, R. Livro didático: análise e utilização no Ensino de Química. In: SANTOS,
W.L.P.; MALDANER, O.A. (Orgs.). Ensino de química em foco,
p. 263-286. Ijuí: Unijuí, 2010.
FERREIRA, P.F.M.; JUSTI, R. Modelagem e o “fazer ciência”.
Química Nova na Escola, n. 28, p. 32-36, 2008.
FREITAG, B.; COSTA, W.F.; MOTTA, V.R. O livro didático
em questão. São Paulo: Cortez, 1989.
HECK, A. Modeling chemical kinetics graphically. The Chemical Educator, n. 17, p. 137-146, 2012.
JUSTI, R. Las concepciones de modelos de los alumnos, la
construcción de modelos y el aprendizaje de las ciencias. In:
CAAMAÑO, A. (Ed.). Didáctica de la física y química. Barcelona: Graó, 2010a. p. 85-104.
______. Modelos e modelagem no ensino de química: um olhar
sobre aspectos essenciais pouco discutidos. In: SANTOS, W.L.P.;
MALDANER, O. A. (Orgs.). Ensino de química em foco. Ijuí:
Unijuí, 2010b. p. 209-230.
JUSTI, R.; GILBERT, J. A cause of ahistorical science teaching: use of hybrid models. Science Education, v. 83, n. 2, p.
163-177, 1999a.
______. History and philosophy of science through models:
the case of chemical kinetics. Science & Education, v. 8, n. 3,
p. 287-307, 1999b.
______. History and philosophy of science through models:
some challenges in the case of ‘the atom’. Journal of Science
Education, v. 22, n. 9, p. 993-1009, 2000.
______. Models and modeling in chemical education. Chemical
Education: Towards Research-based Practice, n. 17, p. 47-68,
2003.
LIMA, A.A. O uso de modelos no ensino de química: uma
investigação acerca dos saberes construídos durante a formação
inicial de professores de Química da UFRN. 2007. Tese (Doutorado) - Centro de Ciências Sociais Aplicadas, Universidade
Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2007.
LÔBO, S.F.; MORADILLO, E.F. Epistemologia e a formação
docente em Química. Química Nova na Escola, n. 17, p. 39-41,
2003.
MACEDO, E. A imagem da ciência: Folheando um livro didático. Revista de Ciência da Educação, v. 25, n. 86, p. 103-129, 2004.
MAIA, J.O.; SÁ, L.P.; MASSENA, E.P.; WARTHA, E.J. O
livro didático de química nas concepções de professores do ensino
médio da região sul da Bahia. Química Nova na Escola, v. 33, n.
21, p. 115-124, 2011.
MALDANER, O.A. A formação inicial e continuada de professores de Química. 3. ed. Ijuí: Ed. Ijuí, 2006.
MARTORANO, S.A.A. MARCONDES, M.E.R. As concepções de ciência nos livros didáticos de química, dirigidos ao
ensino médio, no tratamento da cinética química no período
de 1929 a 2004. Investigações em Ensino de Ciências, n. 14, p.
341-355, 2009.
MARTORANO, S.A.A.; MARCONDES, M.E.R. Progressive
transition of chemistry teachers’ models of chemical kinetics
teaching based on the study of historical development of this
subject. La Chimica nella Scuola, n. 3, p. 218-224, 2012.
MILAGRES, V.S.O.; JUSTI, R.S. Modelos de ensino de equilíbrio químico – algumas considerações sobre o que tem sido
apresentado em livros didáticos no ensino médio. Química Nova
na Escola, n. 13, p. 41-46, 2001.
NÍAZ, M. Más allá del positivismo: una interpretación lakatosiana de la enseñanza de las ciências. Enseñanza de las Ciências,
n. 12, p. 97-100, 1994.
Abstract: Teaching models and chemical kinetics: wondering about what has been presented in chemical textbooks selected by PNELEM. In Science and in
its teaching, models play an important role in the construction of knowledge, since, despite phenomena are observed macroscopically, the concepts involved
in their explanations belong to the microscopic level, and the construction of knowledge and proper vision of science involves the use of models. Considering
both the importance of the use of models and the role of the textbook in teaching, we relate present the various models of chemical kinetics present in chemistry
textbooks selected by PNLEM/2012-14, as well as the visions of science identified in those books.
Keywords: textbook, models, chemical kinetics.
Quím. nova esc. – São Paulo-SP, BR.
Modelos Didáticos e Cinética Química
Vol. 37, N° 3, p. 197-203, AGOSTO 2015
203